海洋装备用减摩抗磨UHMWPE改性研究

发布时间：2023-11-25 18:09

　　海洋经济飞速发展推动国民经济的高质量发展,研究海洋开发中的工程装备材料成为目前国内外学者研究热点之一。其中海洋工程装备用摩擦副材料研究对工程装备的长期、安全、可靠运行具有重要意义。本文以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为对象,开展其减摩抗磨改性方法研究。研究内容与结果如下:(1)研究了 UHMWPE/PAANa复合材料特征及其与GCr15组成摩擦副的摩擦学性能。发现UHMWPE/PAANa复合材料的表面硬度与结晶度均无明显变化。当复合材料中PAANa含量较低时摩擦系数比纯UHMWPE更低,磨损量几乎持平。一方面是因为PAANa在海水环境中水解形成的溶解层充当润滑层降低了摩擦系数,另一方面是因为海水环境中的Ca2+和Mg2+离子在材料表面沉积,形成CaCO3和Mg(OH)2抗磨层,并且因材料的电荷作用能够排斥水中的腐蚀性离子减少对GCr15腐蚀,从而减少磨损,塑性变形是复合材料的主要磨损机制。但是,当PAANa含量较高时,材料摩擦系数变得不稳定磨损量也剧增,磨损机制转变为剥落。(2)研究了 UHMWPE/Ph4Sn复合材料特征及其与GCr15组成摩擦副的摩擦学性能。发现UHMWPE/Ph...

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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 海洋工程装备用摩擦副材料
        1.2.1海洋工程用金属材料
        1.2.2 海洋工程用陶瓷材料
        1.2.3 海洋工程用聚合物材料
    1.3 超高分子量聚乙烯
        1.3.1 超高分子量聚乙烯的性质
        1.3.2 超高分子量聚乙烯的应用
    1.4 超高分子量聚乙烯及其复合材料的研究现状
    1.5 本论文的主要研究内容、目的及意义
第二章 复合材料的制备与表征
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 复合材料的制备
        2.2.1 聚丙烯酸钠与超高分子量聚乙烯的复合材料的制备
        2.2.2 四苯基锡与超高分子量聚乙烯的复合材料的制备
        2.2.3 聚丙烯酸钠、四苯基锡与超高分子量聚乙烯的复合材料的制备
        2.2.4 复合材料制备工艺
    2.3 复合材料的测试和表征
        2.3.1 洛氏硬度测试
        2.3.2 傅立叶红外光谱仪
        2.3.3 差示扫描量热仪
        2.3.4 球/盘摩擦性能测试
        2.3.5 白光共焦三维形貌仪
        2.3.6 扫描电镜与能谱分析
第三章 UHMWPE/PAANa复合材料
    3.1 UHMWPE/PAANa复合材料的红外光谱
    3.2 UHMWPE/PAANa复合材料表面硬度和密度
    3.3 UHMWPE/PAANa复合材料热力学行为
    3.4 UHMWPE/PAANa复合材料摩擦学性能
        3.4.1 复合材料摩擦系数与分析
        3.4.2 复合材料磨损量与分析
    3.5 本章小结
第四章 UHMWPE/Ph₄Sn复合材料
    4.1 UHMWPE/Ph₄Sn复合材料红外光谱
    4.2 UHMWPE/Ph₄Sn复合材料表面硬度
    4.3 UHMWPE/Ph₄Sn复合材料热力学行为
    4.4 UHMWPE/Ph₄Sn复合材料摩擦学性能
        4.4.1 复合材料摩擦系数与分析
        4.4.2 复合材料磨损量与分析
    4.5 本章小结
第五章 UHMWPE/PAANa/Ph₄Sn复合材料
    5.1 UHMWPE/PAANa/Ph₄Sn复合材料红外光谱
    5.2 UHMWPE/PAANa/Ph₄Sn复合材料表面硬度
    5.3 UHMWPE/PAANa/Ph₄Sn复合材料热力学行为
    5.4 UHMWPE/PAANa/Ph₄Sn复合材料摩擦学性能
        5.4.1 复合材料摩擦系数与分析
        5.4.2 复合材料磨损量与分析
        5.4.3 复合材料磨损机制与分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况



本文编号：3867589